<p style="text-indent: 2em;">奥地利Lithoz（俐陶智）刚刚发布了一款全新的陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900，由于使用水基浆料，有机粘合剂的含量低至2－3％，它能够生产完全致密的大尺寸、壁厚可达 40 mm的陶瓷部件，这是陶瓷制造技术的新突破。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090333610237.jpg" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="355" height="200" /></p>
<p style="text-indent: 2em;">这款新设备采用LIS（Laser Induced Slip Casting）激光诱导注浆成型技术，可以打印出各类工业应用的陶瓷产品，而且与传统陶瓷加工方法相比还具有一定的经济优势。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090336611751.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="231" height="305" /></p>
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<p style="text-indent: 2em;">1．LIS 激光诱导注浆成型技术原理及发展历程</p>
<p style="text-indent: 2em;">LIS技术的研发最早开始于2017年，当时，Günster教授团队在德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）研究和测试 LSD分层浆料沉积工艺（Layer－wise Slurry Disposition）。LSD是一种基于粉末的选择性激光烧结工艺，但它同时使用干燥的陶瓷粉末和陶瓷浆液作为打印基材，这样更有利于沉积。</p>
<p style="text-indent: 2em;">然而，用LSD工艺打印陶瓷还有一些问题，比如打印出的生坯对热非常敏感，因为浆料中含有较高比例的水分，在干燥过程中，水分蒸发得太快，有时会导致生坯爆裂。通过去除粉末层，将激光直接对准陶瓷浆料悬浮液，不仅简化了工艺流程，而且也使得生坯经过了加热，并且不会产生任何质量问题。改进后的技术就是我们所说的LIS工艺，这是一种全新的陶瓷增材制造（AM）技术形式。技术流程主要包含以下六个步骤：</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090341157764.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="475" height="228" /></p>
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<p style="text-indent: 2em;">① 在成型平台上涂上一层浆料。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090357738766.gif" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="389" height="219" /></p>
<p style="text-indent: 2em;">②用波长为10．6 ?m的CO2激光器根据当前层的图案对浆料进行局部干燥。</p>
<p style="text-indent: 2em;">③ 再铺上一层浆液。</p>
<p style="text-indent: 2em;">④ 激光再次使浆液干燥。</p>
<p style="text-indent: 2em;">⑤ 逐层重复上述过程，直到打印出所需几何形状的完整生坯。到这一步，生坯仍处于悬浮状态。</p>
<p style="text-indent: 2em;">⑥ 打印完最后一层后，打印平台抬起，多余的浆料流走，留下生坯。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090406647037.gif" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="386" height="217" /></p>
<p style="text-indent: 2em;">以上展示了LIS工艺的各个步骤，BAM团队表示这是 ＂一种新的增材制造方法”，可生成具有高颗粒堆积密度的陶瓷生坯，而且对原料的颗粒大小几乎没有限制 。因此，LIS技术可以直接加工工业陶瓷生产中经常使用的材料，比如氧化铝和氧化锆，甚至是氮化硅和碳化硅等陶瓷。</p>
<p style="text-indent: 2em;">目前，CeraMax Vario V900设备提供了两种不同的打印尺寸，分别为100 mm x 100 mm或 250 mm x 250 mm （x／y）。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090407802038.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="642" height="183" /></p>
<p>▲CeraMaxVario V900打印平台，最大为 250 mm x 250 mm x 290 mm（来源：Lithoz）</p>
<p>Lithoz表示，在设备正式发布之前，就有客户订购了四台 CeraMax Vario V900陶瓷3D打印机，这款设备的技术参数如下。</p>
<p>表 Lithoz CeraMaxVario V900的技术参数</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090408908559.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="475" height="163" /></p>
<p style="text-indent: 2em;">2．LIS技术将改变陶瓷3D打印</p>
<p style="text-indent: 2em;">如果将CeraMax Vario V900及LIS技术与现有的陶瓷3D打印机系统（SLA、BJ）对比，会发现它是一种制造高性能陶瓷部件的全新方法，为陶瓷的3D打印提供了新的可能性。主要有以下优势：</p>
<p style="text-indent: 2em;">●使用水基浆料，有机粘合剂的含量低至2－3％。</p>
<p style="text-indent: 2em;">●不需要额外排胶，因为粘合剂含量低</p>
<p style="text-indent: 2em;">●可以打印氧化铝、氧化锆、以及氮化硅、碳化硅等深色陶瓷材料</p>
<p style="text-indent: 2em;">●生坯可直接进行加工</p>
<p style="text-indent: 2em;">●可以实现与传统工艺相同的壁厚</p>
<p style="text-indent: 2em;">●收缩率可事先精确计算</p>
<p style="text-indent: 2em;">●能够实现复杂的三维结构</p>
<p style="text-indent: 2em;">LIS 工艺使用水基浆料，有机粘合剂含量极低仅为 2－3％。CO2激光通过局部加热来打印结构，热量会导致与粉浆浇注类似的致密化。此外，由于使用了水基、几乎不含有机物的悬浮液，LIS技术打印的生坯具有开放的微观孔隙结构。如果生坯以 2–3 K／min 的速度均匀加热，所含的少量有机物会完全排出，之后不再需要脱脂烧结环节。使用 LIS 3D 打印技术，可以很容易地生产出传统工艺（如粉浆浇注）才能实现的壁厚。LIS 技术打印的陶瓷部件壁厚可达到约 40 mm，无论部件的尺寸是多少，最终产品致密度都非常好，这是陶瓷 3D 打印技术新的里程碑。<img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090409160152.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="418" height="221" /></p>
<p style="text-indent: 2em;">LIS 工艺的另一个优势是可以对生坯进行铣削、磨削或钻孔，这与传统的陶瓷工艺相同。但利用3D 打印可以生产高度复杂的 3D 结构。CeraMax Vario V900 首次实现了使用增材制造工艺打印工业级高致密度的碳化硅。LIS技术为当今使用的增材制造技术谱系增加了一个新的维度。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090410232884.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="461" height="164" /></p>
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<p style="text-indent: 2em;">3．LIS技术将有效降低陶瓷打印成本</p>
<p style="text-indent: 2em;">除了取得技术突破之外，Lithoz推出的CeraMax Vario V900打印机还能够降低陶瓷3D打印的成本。比如：</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 材料成本：现有成熟的陶瓷工业材料，只需为LIS工艺稍作调整即可使用，材料的单位成本与传统工艺几乎没有区别。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 转换成本：生坯打印完成之后可以直接进入传统的后加工步骤，如干燥、精加工和烧结。因此，采用LIS技术只需要在生产工艺流程做少量变动。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 时间成本：CeraMax Vario V900的打印速度很快，只需要大约30－40秒就能完成一层的打印。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 模具成本：通过传统压制工艺生产陶瓷部件需要定制模具，模具投资约5000－20000欧元。使用LIS工艺可以省去模具成本，对于小批量生产或者原型制造尤为重要。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 模具交付时间：除了模具的制造成本外，还可以省去约三至六周的模具交付时间。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 初始制样成本：基于完全数字化的成型工艺，可以通过对材料特性的精确预测，从而有效避免了多次制样试验。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 能源成本：由于收缩率可以精确计算，打印一个零件后只需要进行一次样品烧制，能源成本大大降低。</p>
<p style="text-indent: 2em;">● 机器停机成本：减少传统工艺制样期间因为加压和更换模具所产生的停机成本。</p>
<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" src="https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202206/06090411191795.png" alt="Lithoz发布LIS技术陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900" width="219" height="325" /></p>
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<p style="text-indent: 2em;">Lithoz表示：使用CeraMaxVario V900生产订单，从收到订单到成品部件，可以在一周内完成。CeraMax Vario V900能够快速地融入现有的陶瓷产业链，先进的制造成型过程能够使生产效率大大提升。打印出的零件可以很容易地进行后加工。可以广泛用于雷达罩、航空航天卫星镜，以及半导体和机械行业常用的部件如陶瓷环和喷嘴零件，甚至也包括卫浴产品和工艺品设计。</p>
